Общие принципы управления машин с помощью ЭВМ

«Общие принципы управления машин с помощью ЭВМ» Содержание Выполнил Студент ИБМ 4 -61 Абрамов Кирилл 2012 1

1. Машины Уже несколько веков существование человечества невозможно представить без машин – устройств, различных по назначению и конструкции. Но, несмотря на эти различия, можно четко определить понятие «машина» как устройство, служащее для преобразования энергии, материалов и информации и подразделяющиеся на: n n энергетические машины; технологические машины; транспортные и грузоподъёмные машины; информационные машины и др. 2

2. Механизм Для преобразования движений в машине существует механизм – система взаимосвязанных тел – звеньев. Механизм – это часть машины, в которой рабочий процесс реализуется путем выполнения механических движений звеньев. Несмотря на значительную разницу в функциональном назначении механизмов, в их строении много общего. 3

3. Схема машинного агрегата Структурная схема машинного агрегата: 1 – двигатель; 2 – передаточный механизм; 3 – рабочая машина (РМ); 4 – датчик нагрузки РМ; 5 – управляющее устройство; 6 – датчик скорости 4

4. Современные машины, как правило, оснащаются системой управления режимами работы или скорости. Под режимом работы машины понимается сочетание основных механических параметров, однозначно определяющих производительность, расход энергии, напряжённое и тепловое состояние деталей и др. Из этих механических параметров часто выделяют нагрузку, под которой обычно понимают крутящий момент вала машины Мкр и скорость вращения того же вала ω , W = Мкр x ω 5

5. Силовой агрегат судового двигателя. Структурная схема силового агрегата судового двигателя: 1 – коленчатый вал; 2 – маховик; 3 – планетарный редуктор; 4 – вал с винтом; 5 – шатун; 6 – поршень; 7 – клапан , 8 – кулачок; 9 – форсунка; 10 – топливный насос высокого давления (ТНВД); 11 – регулятор скорости; 12 – зубчатая передача 6

6. Трансмиссия автомобиля Схема трансмиссии автомобиля: 1 – ДВС; 2 – маховик; 3 – сцепление; 4 – коробка передач; 5 – карданный вал; 6 – дифференциал; 7 – ведущие колёса 7

7. Работа при режиме «разгон – торможение» Полезная работа Потери Кинетической Энергии торможения Энергия Рекуперации 8

8. Гибридная силовая установка Принципиальная схема гибридной силовой установки: 1, 5 – ведущие колёса; 2 – электрогенератор; 3 – аккумулятор; 4 – устройство зарядки аккумулятора от внешней сети; 6 – редуктор; 7 – обратимый электромотор – генератор; 8 –– управляющее устройство; 9 – коробка передач; 10 – ДВС 9

9. Аккумулятор Слабым местом этой машины является малонадежный, тяжелый и дорогой электрический аккумулятор. Поэтому продолжаются исследования по созданию более эффективных аккумуляторов энергии, классификация которых основывается на роде аккумулируемой энергии: v v v Электрический аккумулятор; Пневматический аккумулятор; Гидравлический аккумулятор; Механический аккумулятор (пружина); Маховичный аккумулятор. 10

10. Маховичный аккумулятор с электромотор – генератором n n n 1 – маховик; 2 – герметичный корпус; 3 – вал; 4 – электромотор – генератор; 5 – управляющие обмотки 11

11. Кинематическая схема фирмы «GARRETTE» с электро - механическим вариатором для рекуперации энергии торможения машины 1 – солнечная шестерня; 2 – сателлит; 3 – коронное колесо; 4 – водило; 5, 10 – зубчатые передачи; 6 – обратимая электромашина; 7 – электрический аккумулятор; 8 – управляющее устройство; 9 – основной электродвигатель; 11 – трансмиссия ; 12 – маховик 12

12. Повышение экономичности машин с гибридными силовыми установками обеспечивается: n n n снижением номинальной мощности ДВС по сравнению с автомашинами; полной загрузкой ДВС в установившемся режиме с минимальным расходом топлива; остановкой ДВС при необходимости движения с неполной загрузкой; возможностью движения только на электродвигателях, обладающих высокой экономичностью расхода энергии; зарядкой аккумулятора при рекуперативном торможении машины. 13

13. Механическая характеристика дизеля: n n n 1 – регуляторная характеристика; 2 – номинальный режим работы; 3 - при постоянном положении регулирующего органа 14

14. Механический регулятор дизеля Принципиальная схема механического регулятора дизеля: 1 – рукоятка управления; 2 – вал регулятора дизеля; 3 – муфта; 4 – центробежные грузы; 5 – рейка управления топливоподачей ТНВД; 6 – корпус ТНВД; 7– тяга; 8 – рычаг; 9 – пружина 15

15. Управления грузового автомобиля от бортовой ЭВМ фирмы «Renault Track» Схема управления грузового автомобиля от бортовой ЭВМ фирмы «Renault Track» : 1, 2, 3, 4 – управляющие устройства; 5, 9 – усилитель; 6 – двигатель; 7 – сцепление; 8 – коробка передач; 10 – замедлитель; 11 – ведущие колеса 16

16. Зависимость стоимости системы управления от её типа n n n Простота перенастройки системы численного управления на сложные законы управления путём перепрограммирования ЭВМ; Стоимость систем численного управления намного ниже стоимости аналоговых систем при более высоком качестве управления, который оценивается по точности и количеству управляемых параметров как показано на рисунке Управление машиной на расстоянии (дистанционное) становится целесообразным только применении ЭВМ. Зависимость качества системы управления от её стоимости: 1 – аналоговое управление; 2 – цифровое управление 17

17. Схема управления машины от ЭВМ с преобразователем аналогового сигнала Принципиальная схема управления машины от ЭВМ: 1 – объект управления; 2 – ЦАП – цифро – аналоговый преобразователь; 3 – ЭВМ; 4 – АЦП – аналого – цифровой преобразователь; 5 – исполнительный орган 18